Ook de Voyager 2 is de interstellaire ruimte binnengegaan

In de zomer van 1977 lanceerde NASA de Voyager 1 en Voyager 2. De ruimtevaartuigen werden op pad gestuurd met een aantal belangrijke missies. Oorspronkelijk was het doen dat de Voyagers onderzoek ging doen naar Jupiter en Saturnus. Ze moesten gegevens verzamelen over de magnetische velden, de invloed van de zon, de ringen van Saturnus, een paar grote manen en al deze beelden moesen in een zo hoog mogelijke resolutie terug worden gestuurd naar de aarde. De ingenieurs die de Voyagers hebben gebouwd, gingen daarom uit van een levensduur van de ruimtevaartuigen van zo’n 5 jaar. Inmiddels houden ze het al ruim 40 jaar vol.

Beide vaartuigen bezitten een Golden Record. Dat zijn vergulde koperen platen, allemaal gemaakt om oneindig lang mee te gaan in de interstellaire ruimte. Op de omslagen van de platen staan ​​instructies voor het gebruik ervan en een soort ‘kaart’ die is ontworpen om de locatie van de aarde in de Melkweg te beschrijven. Als er intelligent buitenaardse wezens zijn en zij zouden deze platen vinden, dan kunnen we op die manier ontdekken dat er nog een plek is in het heelal waar intelligent leven is, namelijk op onze mooie aarde.

Bij Jupiter en Saturnus bereikte kon men veel meer te weten komen over de planeten dan ze oorspronkelijk hadden verwacht. De missie was een enorm succes. En toen kwam het grote nieuws: door de vliegroute van Voyager 2 zorgvuldig aan te passen, waren flybys van Uranus en Neptunus mogelijk.

Door deze toevoeging werd de missie de Grand Tour genoemd. Twaalf jaar na de lancering van de ruimtesondes vond de ontmoeting met Neptunus plaats op 24 augustus 1989. Ondanks dat de Voyagers maar gemaakt waren op vijf jaar. En nu weten we dat zelfs na 1989 nog geweldige ontdekkingen zijn gedaan. En de Voyagers vertonen vandaag de dag nog geen tekenen dat ze ermee willen ophouden.

De Voyagers hebben genoeg ontdekkingen gedaan verschrikkelijk veel ontdekkingen gedaan. Hieronder een top 10 (zonder de rest van alle ontdekkingen tekort te willen doen):

• Vulkanen op Jupiter’s maan Io. 

Dit was een gigantische ontdekking. Tijdens het verwerken van een Voyager 1-afbeelding ontdekten wetenschappers iets bijzonders aan de rand van Io. In eerste instantie dacht men dat het een maan was, maar het bleek een pluim van een actieve vulkaan te zijn. Planetaire geologen ontdekten vervolgens dat het interieur van Io in beweging is: door de grote aantrekkingskracht van Jupiter wordt er steeds op een iets andere manier aan Io getrokken, afhankelijk van de afstand van Io tot Jupiter. Daardoor ontstaat er een intense verwarming door wrijving. Het gevolg is dat Io 100 keer zoveel vulkanische activiteit heeft als de aarde.

• De turbulente atmosfeer van Jupiter. 

Nadat we drie eeuwen lang naar de wolkenbanden van Jupiter en naar zijn Grote Rode Vlek hebben gekeken, kregen wetenschappers hun blik van dichtbij dankzij de Voyager 1. Ze zagen tientallen op elkaar inwerkende orkanen, sommige zo groot als planeten. En de Rode Vlek zelf vertoont lagen van complexe activiteit. Het ligt 8 kilometer boven de omringende wolken en het blijkt tegen de klok in te draaien.

• Een oceaan op Europa? 

Terwijl de twee ruimtevaartuigen langs de vierde grootste maan van Jupiter vlogen, vertoonde de ijzige korst van Europa een duizelingwekkende reeks elkaar kruisende scheuren. Berekeningen wezen op de mogelijkheid van een vloeibare oceaan diep onder het ijs. Dit is waarschijnlijk ontstaan door de getijdenwerking tussen de maan en Jupiter. De baan van Europa is echter meer cirkelvormig dan die van Io, dus de interne verwarming is niet genoeg om vulkanen te laten ontstaan, maar wel net genoeg om enorme hoeveelheden ijs te smelten.

• De Io-torus. 

Voyager 1 vond een dikke ring van geïoniseerde zwavel en zuurstof die door Io werd afgeworpen en, dankzij het gigantische magneetveld van Jupiter, als een soort ring om de planeet ging zitten. Het materiaal is afkomstig uit de vulkanen van de maan Io.

• Ringstructuur van Saturnus. 

Vóór 1980 telden astronomen vijf of zes ringen rond Saturnus. Maar de camera’s van Voyagers toonden aan dat elke ring meerdere onderverdelingen heeft. Bovendien ontdekte Voyager 1 dat de zogenaamde F-ring twee kleine satellieten heeft, Pandora en Prometheus. Door hun zwaartekracht blijft de ring op zijn plaats.

• De atmosfeer van Titan. 

Voyager 1 liet zien dat Titan een stikstofatmosfeer heeft met een oppervlaktedruk die 45 procent groter is dan op aarde. De gegevens van de Voyager wezen op de mogelijkheid dat deze satelliet wolken van methaan en andere koolwaterstoffen kent en dat regen die uit die wolken valt zorgen voor meren van vloeibaar methaan op het oppervlak. Later is dit ook bevestigd.

• De grote donkere vlek. 

Toen Voyager 2 Neptunus naderde, ontdekten wetenschappers een gigantische storm die te zien was als een donkere vlek. Het werd de Grote Donkere Vlek genoemd en onderzoekers konden niet verklaren hoe een dergelijke storm zich kon vormen, gezien de kleine hoeveelheid energie die Neptunus van de zon ontvangt. Nader onderzoek toonde aan dat de Grote Donkere Vlek uit een grote cycloon is die een gat in de bovenste atmosfeer van de planeet veroorzaakt. Later zijn er nog meerdere van deze cyclonen en gaten ontdekt.

• De supersonische winden van Neptunus. 

De ontdekking van de snelste winden in het zonnestelsel in de atmosfeer van de meest verre planeet was heel bijzonder. De Voyager 2 heeft windsnelheden van 1600 km/h boven Neptunus gemeten. Omdat de planeet 2,6 keer zoveel energie uitstraalt als hij van de zon ontvangt, denken onderzoekers dat het verval van radioactieve elementen diep in Neptunus deze stromingen veroorzaakt.

• Geisers op Triton. 

Naast het observeren van wolken en nevel in de dunne atmosfeer van de grootste maan van Neptunus vond de Voyager 2 bewijs voor ijsvulkanen. Deze actieve geisers in de zuidelijke poolkap van de maan spuwen met stof beladen stikstof tot 8 km boven het oppervlak. En dat alles bij een temperatuur van zo’n 37 Kelvin.

• De rand van het zonnestelsel. 

De Voyagers stopten niet met werken na hun planetaire ontmoetingen. In 2014 passeerde Voyager 1 een belangrijke grens binnen ons zonnestelsel: de heliopauze. Dit is waar de de zonnewind niet meer krachtig genoeg is om de stellaire winden van nabijgelegen sterren te overwinnen. De Voyager 1 stak een andere grens over, de zogenaamde termination shock. Dit is de plek waar de zonnewind abrupt vertraagt ​​tot subsonische snelheid. De Voyager 2 volgde in 2007.  Nu heeft de Voyager 2 ons zonnestelsel ook verlaten. De sonde is de grens in de interstellaire ruimte gepasseerd en dat biedt nieuwe inzichten. De Voyager 2 passeerde de grens eigenlijk al een jaar geleden, op 5 november 2018, meldt NASA.

Wetenschappers hadden verwacht dat de overgang naar de heliopauze een vrij geleidelijke overgang was. Maar de toen Voyager 1 in 2011 deze grens passeerde, bleek dat deze grens vrij scherp was. Ineens schoot de temperatuur omlaag en nam de dichtheid van de geladen deeltjes flink toe. De Voyager 2 heeft nu een tweede meting kunnen doen bij het passeren van de heliopauze. Deze nieuwe meting is veel nauwkeuriger dan die van de Voyager 1. De Voyager 1 was namelijk al vrij kort nadat hij in de ruimte zat een plasmasensor verloren en kon daardoor minder accuraat meten.

Het bleek dat de Voyager 2 door een veel scherpere en dunnere heliopauze ging dan de Voyager 1. Dankzij de nieuwe meting zijn wetenschappers meer te weten gekomen over de vorm van de heliosfeer. De heliosfeer is nog een groot mysterie. Door de meetgegevens van de Voyagers te analyseren, kan worden bekeken of en wanneer de sondes de heliosfeer hebben verlaten. Over de grens en de vorm van de heliosfeer is echter nog bijna niets bekend. Maar nu is wel ontdekt dat de vorm waarschijnlijk (deels) symmetrisch is. Onderzoek naar de heliosfeer is erg lastig. Het alsof je met een microscoop naar een olifant kijkt, zei een van de onderzoekers heel treffend. Twee mensen bekijken een olifant met een microscoop en ze komen terug met twee verschillende metingen. Maar wat er tussenin gebeurd, is nog steeds een raadsel.

De Voyagers worden aangedreven door plutoniumgeneratoren. Over een jaar of vijf is deze brandstof echter op. Dan stop de overdracht van de gegevens. Tot die tijd kunnen we er nog dankbaar gebruik van maken. Alleen moeten we er steeds langer op wachten: een signaal van de Voyager 2 is nu zo’n 16 uur onderweg naar de aarde. Uiteindelijk zullen de Voyagers eeuwig blijven doorreizen en waarschijnlijk ouder worden dan onze aarde. Tenzij ze ergens tegenaan botsen natuurlijk. Maar die kans is nihil.